談到PC的電源管理標(biāo)準(zhǔn)，不作二想的當(dāng)然是ACPI，不過這樣的想法如今似乎需要一些補(bǔ)充，若將PC的定義更廣義延伸來看，那么可使用的電源管理機(jī)制、標(biāo)準(zhǔn)將不單只有ACPI，DPM（Dynamic Power Management，動(dòng)態(tài)電源管理）則是另一個(gè)可評估的選擇，以下我們將對此逐一說明理由。
　　不是所有PC OS都支持ACPI

　　PC使用ACPI的電源管理機(jī)制已久，打從1996年發(fā)布首版標(biāo)準(zhǔn)以來已經(jīng)使用超過10年的時(shí)間，就連Apple在2005年決議將Mac OS X移植到x86平臺后，所使用的電源管理規(guī)范也一樣是ACPI，由此來看真的需要選用ACPI之外的省電標(biāo)準(zhǔn)嗎？

　　這樣的疑問，主要是以Windows、Mac OS X等操作系統(tǒng)所發(fā)出的觀點(diǎn)，但PC并不是只能執(zhí)行這兩種操作系統(tǒng)，也包含Linux、FreeBSD以及其它適用于x86架構(gòu)的嵌入式操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)就不見得依循ACPI規(guī)范。舉例來說，2003年國際信息大廠（注1）開始積極于商用市場推行Linux PC，當(dāng)時(shí)的Linux在核心程序上對ACPI的支持尚未完備，因此預(yù)設(shè)的省電機(jī)制是更早期的APM，而非ACPI。

　　　　　　

　　△圖說：DPM的架構(gòu)圖，圖中可見DPM可控管多項(xiàng)硬件，包括電源供應(yīng)器、系統(tǒng)頻率產(chǎn)生器、內(nèi)存控制器、處理器等.

　　ACPI依舊要與BIOS互動(dòng)

　　其次，ACPI訂立的初衷，是期望讓操作系統(tǒng)直接進(jìn)行電源管理，言下之意是取代APM，APM是在BIOS的韌體層面來 進(jìn)行省電管理，ACPI則希望一切都改由OS的軟件層面來管理，或至少要大幅降低對韌體層的功效依賴。

　　不過，在后續(xù)的實(shí)際發(fā)展上似乎未能實(shí)現(xiàn)初衷，甚至有反其道的跡象，首版ACPI提出時(shí)是由Intel、Microsoft、Toshiba等三家業(yè)者所共同訂定，并沒有BIOS業(yè)者（如AMI、Phoenix等）的參與，就BIOS業(yè)者的角度來看，ACPI是稀釋其BIOS功效價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)，對ACPI自然是采抵抗姿態(tài)，然之后ACPI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改版（2000年的2.0版），開始有BIOS業(yè)者的參與制訂，由此可知：ACPI不僅沒有達(dá)到架空BIOS的目的，依舊對BIOS有程度上的依賴，甚而有更密切之跡。

　　就PC使用者而言，省電機(jī)制是完全交付給BIOS，還是完全交付給OS，或者兩相合作等，這些都不重要也不用去在意，但對運(yùn)用PC架構(gòu)、PC技術(shù)的開發(fā)設(shè)計(jì)者而言就必須關(guān)注，OS與BIOS相依的結(jié)果將會(huì)影響設(shè)計(jì)。

　　舉例而言，截至目前為止Microsoft Windows所用的BIOS是傳統(tǒng)的BIOS，也就是以真實(shí)模式、16-bit指令執(zhí)行的BIOS程序，此是打從1981年IBM PC推出以來就有的不成文標(biāo)準(zhǔn)，相對的Apple將Mac OS X轉(zhuǎn)移到PC之后，所用的BIOS標(biāo)準(zhǔn)并非是傳統(tǒng)PC BIOS，而是Intel所力主的新PC韌體標(biāo)準(zhǔn)：EFI（Extensible Firmware Interface，可延伸式韌體接口），EFI是以保護(hù)模式、32-bit指令執(zhí)行的BIOS。

　　由此來看，Mac OS X無法使用傳統(tǒng)BIOS，Windows也無法支持先進(jìn)的EFI，如此就更難使ACPI平順運(yùn)作，即便ACPI已訂立一套自有的硬件抽象層，理論上可讓OS用更簡潔（去除繁瑣、復(fù)雜細(xì)節(jié)）、更具結(jié)構(gòu)性的方式來與BIOS協(xié)同運(yùn)作，然OS與BIOS間的程度上相依，就工程角度而言等于減損了BIOS的換替彈性。

　　　　　　

　　△圖說：DPM的運(yùn)作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖其中包含了閑置、中斷執(zhí)掌、工作排程、休眠等各種狀態(tài).
　　附帶一提的，除了傳統(tǒng)BIOS、EFI BIOS外，Transmeta公司的Crusoe、Effineon等處理器由于使用特有的CMS（Code Morphing Software）轉(zhuǎn)化機(jī)制，因此其使用的BIOS既不是傳統(tǒng)BIOS也不是EFI BIOS，如此與ACPI間的通透支持也同樣困難。

　　支援ACPI不利于移攜

　　說明到目前為止其實(shí)仍不會(huì)覺得問題嚴(yán)重，PC的主流OS僅一、二種，同樣的主流BIOS也僅來自于一、二家業(yè)者，很少有機(jī)會(huì)用到主流以外OS或BIOS，因此有無交換性、替換彈性似乎也無關(guān)緊要。且看來看去，影響多的恐怕是Linux，Linux在ACPI方面的支持進(jìn)度與完整性必是落后于Windows，數(shù)年前還是以APM為主。

　　同時(shí)Linux的優(yōu)勢在于平臺移攜性（Portable），小至手表、PDA，大到大型主機(jī)、超級計(jì)算機(jī)都可使用Linux，相對的Mac OS X除了從PowerPC轉(zhuǎn)往x86外，并沒有更多的跨平臺想法，所以轉(zhuǎn)移至x86后，可以更專致于擁抱x86硬件、EFI韌體，所以有否BIOS換用彈性對Mac OS X并不重要，然對Linux就相對重要，Linux在操作系統(tǒng)核心內(nèi)所支持的電源管理機(jī)制及標(biāo)準(zhǔn)，必須盡可能適用于不同的硬件，連帶的也要適用于不同的韌體才行，如此才能持續(xù)保有移攜性的優(yōu)勢。

　　所以，Linux確實(shí)比Windows、Mac OS X更需要一套真正不與韌體關(guān)連的電源機(jī)制，以便伴隨Linux移植至各硬件平臺時(shí)都仍能持續(xù)適用并發(fā)揮功效，若以此角度來審視則ACPI并不適合Linux，或至多只適合Linux PC。

　　ACPI不適合嵌入式系統(tǒng)

　　進(jìn)一步的，也因?yàn)長inux具有高度移攜性，所以今日許多的嵌入式系統(tǒng)都以Linux為其操作系統(tǒng)，此時(shí)的Linux成為嵌入式操作系統(tǒng)，在此種運(yùn)用下ACPI就更不適合Linux。

　　關(guān)于此，對嵌入式設(shè)計(jì)有概念者，即能很快了解個(gè)中的不適性，ACPI是針對一般性用途的操作系統(tǒng)所設(shè)計(jì)，即是用于數(shù)據(jù)處理之類的應(yīng)用，這類型的應(yīng)用講求同時(shí)執(zhí)行多個(gè)應(yīng)用程序，程序執(zhí)行的數(shù)目不定，運(yùn)算資源、硬件資源的分配上著重在整體化效益，且未特別看重執(zhí)行的響應(yīng)速度。

　　相對的，嵌入式操作系統(tǒng)只執(zhí)行單一或少數(shù)的應(yīng)用程序，程序的執(zhí)行個(gè)數(shù)固定，運(yùn)算資源、硬件資源講究重點(diǎn)式分配、優(yōu)先權(quán)式分配，并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵程序的執(zhí)行速度反應(yīng)。可見一般性用途的操作系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)（也多半是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）在特性與取向上近乎天南地北，倘若將ACPI用于嵌入式操作系統(tǒng)，必會(huì)影響執(zhí)行運(yùn)作的實(shí)時(shí)表現(xiàn)。

　　　　　　　　

　　△圖說：就高層次的角度來看DPM的技術(shù)提案，其中政策管理器將用在操作系統(tǒng)核心與應(yīng)用程序，而政策則置于操作系統(tǒng)核心中的DPM功效部分。
　　PC架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用正在狂增

　　如此看來問題似乎更小，一方面不是Windows、Mac OS X等操作系統(tǒng)的問題，另一方面也不是Linux PC的問題，Linux PC大可與Windows、Mac OS X一樣只支持ACPI，此僅是屬于Linux在嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)上的問題。



　　這樣的觀點(diǎn)并沒有錯(cuò)，但若是從今日的各種發(fā)展趨勢來看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的觀點(diǎn)并不完全。首先，現(xiàn)在有愈來愈多的嵌入式應(yīng)用是實(shí)行x86架構(gòu)，例如POS收款機(jī)、ATM提款機(jī)、KIOSK信息亭等，其機(jī)內(nèi)的本體基礎(chǔ)都是x86、都是PC，但操作系統(tǒng)方面多半不是Windows或Mac OS X，而是Linux或其它的嵌入式系統(tǒng)，此外如STB視訊機(jī)頂盒、PVR硬盤錄放機(jī)等也是如此。

　　再者，Microsoft也積極為PC嘗試各種新應(yīng)用出路，媒體中心（Media Center）即是此中的一項(xiàng)代表，媒體中心從某種角度看也等于是一種嵌入式應(yīng)用，擔(dān)任媒體中心角色的計(jì)算機(jī)置放在客廳中，與電視相連，只具備固定的幾項(xiàng)功效，只執(zhí)行固定的幾項(xiàng)應(yīng)用，如此幾與嵌入式設(shè)計(jì)無異。

　　不僅如此，PC架構(gòu)的服務(wù)器也有朝嵌入式發(fā)展的取向，伺服應(yīng)用機(jī)（Server Appliance）（注2）、NAS（Network Attached Storage）、刀鋒服務(wù)器（Blade Server）等即是此取向的代表，此類型的機(jī)器設(shè)備都具有一個(gè)共通點(diǎn)，那就是只執(zhí)行單一或固定的幾項(xiàng)應(yīng)用，并講究執(zhí)行響應(yīng)速度與服務(wù)效能。

　　如此看來，以PC架構(gòu)為基礎(chǔ)的嵌入式應(yīng)用正大幅增加，且用的都是嵌入式操作系統(tǒng)，既為嵌入式應(yīng)用，雖然不是所有嵌入式應(yīng)用都有實(shí)時(shí)處理的需求，但仍有很大比重都需要實(shí)時(shí)性，包括視訊編譯碼、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸?shù)龋绱艘簿托枰苤С峙c呼應(yīng)嵌入式實(shí)時(shí)處理的電源管理機(jī)制，而不是一般性數(shù)據(jù)處理所用的電源機(jī)制。

　　　　

　　△圖說：在MontaVista Software公司的消費(fèi)性電子版Linux中，其核心部分就具有DPM的功效。
　　DPM－動(dòng)態(tài)電源管理

　　到這里相信各位已能了解，Linux需要一套與Linux一樣具高度移攜性、高度跨平臺、極低硬件／韌體相依性、適合嵌入式應(yīng)用、呼應(yīng)支持實(shí)時(shí)處理等的電源管理機(jī)制，而這些要求的答案就指向一套開放原碼的自由軟件項(xiàng)目：DPM（動(dòng)態(tài)電源管理）。

　　先說明移攜性，目前為止DPM已支持多種硬件平臺，包括TI的OMAP平臺（ARM架構(gòu)）、IBM的PowerPC 405LP處理器（PowerPC架構(gòu)）、Intel的PXA27x處理器（XScale架構(gòu)）、以及Intel的Centrino處理器（x86架構(gòu)）等，且支持計(jì)劃尚未停止，后續(xù)發(fā)展也將會(huì)支持更多類型的硬件平臺。

　　從現(xiàn)有的支持即可看出，DPM可以支持使用ARM架構(gòu)的可攜式嵌入式應(yīng)用，如PDA、PMP等，而支持Centrino也等于支持任何的x86架構(gòu)，任何PC架構(gòu)的應(yīng)用都可使用DPM，而之所以特別強(qiáng)調(diào)Centrino，主要是標(biāo)榜DPM支持Centrino的Enhanced SpeedStep省電技術(shù)，事實(shí)上DPM極大的一項(xiàng)特點(diǎn)就在于支持動(dòng)態(tài)調(diào)整工作電壓與工作頻率的CPU，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)算工作量加重或減輕，DPM可實(shí)時(shí)偵測并通知CPU改變工作電壓及頻率，從偵測到確實(shí)因應(yīng)變化僅需十?dāng)?shù)毫秒的時(shí)間。

　　此外，也因?yàn)榘l(fā)展之初就以高度移攜跨用為目標(biāo)，所以DPM也較少BIOS相依性的問題，同時(shí)也針對嵌入式應(yīng)用、實(shí)時(shí)處理等特性機(jī)制而設(shè)計(jì)，在不影響執(zhí)行執(zhí)行效能與響應(yīng)速度的前提下進(jìn)行電能管控。且更重要的是，只要透過包裝程序（Wrapper）的轉(zhuǎn)化，原本不支持DPM機(jī)制的應(yīng)用程序也立即能支持DPM機(jī)制，今日無論2.4版或2.6版核心的Linux都已能使用DPM。

　　　　　

　　△圖說：DPM技術(shù)支持各種處理器，其中也包括IBM的PowerPC 405LP，405LP可動(dòng)態(tài)調(diào)整其核心工作電壓，從1.0V∼1.8V，DPM可呼應(yīng)、支持此一動(dòng)態(tài)調(diào)整。



　　從「專用」回包「通用」

　　讓我們回頭看ACPI，倘若ACPI不做改變，將只持續(xù)適用在通用、泛用的一般性信息系統(tǒng)中，如PC、工作站、服務(wù)器等。相對的多樣性開拓、專用性發(fā)展的Linux將適合用DPM，且Linux PC可選擇ACPI或DPM，雖然目前就用量氣勢而言，ACPI因使用在一致性、大宗性生產(chǎn)的PC上，進(jìn)而達(dá)到極大的普及優(yōu)勢，但卻難以脫離信息產(chǎn)品的領(lǐng)域。

　　相對的，DPM與Linux同樣具備高度移攜性，能用于嵌入式應(yīng)用、用于信息應(yīng)用、用于消費(fèi)性電子等，倘若發(fā)展趨勢不變，往后大宗、主流的地位版圖將會(huì)轉(zhuǎn)變。

　　　　　　　　　

　　△圖說：圖中可見，IBM PowerPC 405LP在核心電壓1.0V與1.1V下，以及工作頻率在152MHz與380MHz下的省電與效能差異性，1.8V@380MHz時(shí)用電達(dá)500mW，但在1.0V@152MHz時(shí)就只剩53mW的功耗。